CN117156358A - 一种高回弹性扬声器复合振膜及具有该振膜的耳机扬声器 - Google Patents
一种高回弹性扬声器复合振膜及具有该振膜的耳机扬声器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高回弹性扬声器复合振膜及具有该振膜的耳机扬声器，属于扬声器技术领域，该高回弹性扬声器复合振膜包括基层与表层复合后的双层结构，所述的基层为PEI塑料基层，所述的表层为具有间隔结构的塑料弹性体平面复合层，所述基层与所述表层之间通过胶黏剂黏合，其中弹性体平面复合层包括热塑性聚酯弹性体及间隔在热塑性聚酯弹性体之间的二硫化钼间隔条，还包括涂覆在热塑性聚酯弹性体上表面的树脂覆盖面；本发明提供的复合振膜，振膜厚度很薄，降低了扬声器振膜的质量，提高了振动空间的余量，提升了灵敏度，并且进一步优化了振膜回弹性，具有更良好的回弹性，更好的发声效果。
Description
技术领域
本发明属于扬声器技术领域，尤其涉及一种高回弹性扬声器复合振膜及具有该振膜的耳机扬声器。
背景技术
目前，发声器件如扬声器一般是由骨架、磁组、音圈与音膜所构成的，通过音圈带动音膜的振动实现发声，目前，即存在发声效果又存在振动效果的有低音喇叭，俗称低音炮，但此类喇叭也是通过振膜的强烈振动来实现震感，且需要较大的体积才能实现，而针对小型喇叭，想要实现强烈振动十分困难，在市场上还处于空白状态，急需一种强震感的喇叭来填补市场需求。
现有穿戴类产品耳机、智能手表、智能手环、VR及AR产品等的发声装置中多采热塑性弹性体或者橡胶类。其中，对于热塑性弹性体而言，大多采用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和热塑性聚酯类弹性体(TPEE)复合振膜。对于橡胶材料而言，大多采用乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)。上述材料制备得到的振膜拥有良好的耐低温性及低音效果，因此被广泛应用。
主要的现有扬声器振膜多采用高模量的塑料基材层(PEEK、PAR、PEI、PI等)、柔软的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)以及阻尼胶膜(丙烯酸胶、硅胶等)复合的层状结构。
而随着高功率化、防水以及高音质要求的提高，硅橡胶材质的振膜在扬声器领域也得到了应用。
然而随着温度升高，此类产品的振膜材料内部的链段运动能力增强，模量不断下降，振膜的顺性增加，谐振频率(F0)降低，从而影响了声学性能。
同时，对于振膜基本要求的回弹性特点，上述振膜的回弹性基本来自于热塑性聚氨酯弹性体本身的回弹效果，而对于硅橡胶，硅橡胶的弹性模量或硬度相对较低，具有更好的回弹性，但是在满足相同F0(谐振频率)要求的前提下，为了保证振膜的强度，振膜厚度需要做的比较厚，这样，一方面振动空间的余量变小，另一方面振动系统的质量较重，造成灵敏度较低。
因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高回弹性扬声器复合振膜及具有该振膜的耳机扬声器。
本发明提供的复合振膜，振膜厚度很薄，降低了扬声器振膜的质量，提高了振动空间的余量，提升了灵敏度，并且进一步优化了振膜回弹性，具有更良好的回弹性，更好的发声效果。
本发明提供的扬声器结合该复合振膜高回弹性特点，设置密闭腔体结构，进一步提高扬声器的整体发声效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高回弹性扬声器复合振膜，包括基层与表层复合后的双层结构，所述的基层为PEI塑料基层，所述的表层为具有间隔结构的塑料弹性体平面复合层，所述基层与所述表层之间通过胶黏剂黏合，其中弹性体平面复合层包括热塑性聚酯弹性体及间隔在热塑性聚酯弹性体之间的二硫化钼间隔条，还包括涂覆在热塑性聚酯弹性体上表面的树脂覆盖面。
上述方案中，较传统的扬声器振膜，本发明中的振膜减少层状结构，同时提高回弹性性能，有效降低振膜厚度，提高发声效果，具体的利用微观具有二维层状材料的二硫化钼材料进行增强，由于二硫化钼具有高强度性，填充在现有的热塑性聚酯弹性体之间，提升作为表层的热塑性聚酯弹性体回弹性，同时二硫化钼晶体结构具有各向异性，随着扬声器的工作时间变长，内部温度升高，振膜的内部的模量不会迅速下降，且振膜的顺型不会增加，因此谐振频率不会降低，进而此振膜可避免温度提高而影响发声性能。
进一步优选的，所述PEI塑料基层的厚度为3-20μm。
进一步优选的，所述弹性体平面复合层的厚度为3-20μm，所述树脂覆盖面的厚度为1-3μm。
进一步优选的，所述热塑性聚酯弹性体的厚度为2-15μm，所述二硫化钼间隔条的厚度为2-15μm。
进一步优选的，所述二硫化钼间隔条呈若干的平行的直线分布在所述热塑性聚酯弹性体之间，将所述热塑性聚酯弹性体等分呈若干相等面积区域。
进一步优选的，所述二硫化钼间隔条呈网状分布在所述热塑性聚酯弹性体之间，将所述热塑性聚酯弹性体等分呈若干相等面积区域。
进一步优选的，所述二硫化钼间隔条的宽度为30-100μm。
采用上述方案，在制备该振膜时，按照上述提供厚度及宽度等相关尺寸，首先在PEI塑料基层涂覆胶黏剂，胶黏剂采用传统的振膜所使用的现有胶黏剂，均匀涂覆后，将二硫化钼置于均匀涂覆后的胶黏层上，按照所需网状或直线状进行摆放，摆放至未出现有明显缝隙，对胶黏后的二硫化钼间隔条进行压紧打磨，此后，在被二硫化钼隔断出的区域内部填充热塑性聚酯弹性体，填充的热塑性聚酯弹性体厚度与二硫化钼间隔条的高度一致，填充完毕后，烘干打磨，在上层再次均匀涂覆光固化树脂，形成树脂覆盖面，进而完成整个振膜的制作。
本发明还提供了一种耳机扬声器，采用上述的高回弹性扬声器复合振膜，具体的，包括外壳体，所述外壳体上内部固定有纸盘，纸盘与外壳体之间设有振膜组件，振膜组件包括可拆卸连接在外壳体上的承载框体，承载框体内部固定所述振膜，振膜远离承载框体端固定有纸圈，纸圈外部套设有导电线圈，纸圈与承载框体及振膜之间形成密闭腔体。
进一步优选的，所述承载框体包括有若干的弧形单元块，每个弧形单元块侧面均设有插孔及插销，两个弧形单元块之间通过插销与插孔插接组合，其中两个所述弧形单元块侧面设有螺纹孔，所有的弧形单元块顶部位置处均设有弧形卡槽，弧形卡槽内部放置所述振膜。
进一步优选的，所述承载框体内壁固定有波纹套管，波纹套管覆盖整个承载框体内壁。
上述方案中，承载框体安装在外壳体与内部的导电线圈之间，与纸圈及振膜之间形成密闭腔体，在导电线圈导电后，振膜振动时，在密闭腔体内部产生气压变化，进而可进一步提高整体承载框体处的振动，提高振动强感，在上述的高回弹性的振膜使用下，有效的进一步提高发声效果。
其中的承载框体采用拼接方式组装，方便拆卸，利用若干的弧形单元块侧面插接结构，进一步可方便更换振膜。
本发明的有益效果是：
1、相比较于传统的振膜，本发明提供的振膜利用二硫化钼进行增强优化，利用其高强度并具有二维层状结构的特点，使得扬声器振膜在热塑性聚酯弹性体的基础上，对热塑性聚酯弹性体进一步钉扎，并且采用隔条状，保留了热塑性聚酯弹性体的回弹空间，进而实现高强度高回弹性的使用效果，且振膜厚度很薄，降低了扬声器振膜的质量，提高了振动空间的余量，提升了灵敏度。
2、本发明提供的扬声器结构简单，方便拆卸组装，同时使用该复合振膜，结合该复合振膜高回弹性特点，设置密闭腔体结构，进一步提高扬声器的整体发声效果。
附图说明
图1是本发明提供的一种该高回弹性扬声器复合振膜的结构示意图；
图2是本发明提供的应用该复合振膜的耳机扬声器的内部结构示意图；
图3是本发明提供的耳机扬声器的弧形单元块连接结构示意图；
图4是本发明提供的耳机扬声器的图3中I处放大示意图；
图5是根据本发明的一个实施例的扬声器振膜与常规振膜的总谐波失真测试曲线；
图6是根据本发明的一个实施例的扬声器振膜与常规振膜的不同频率下响度的测试曲线(SPL曲线)。
图中：1、外壳体；2、纸盘；3、承载框体；4、振膜；5、纸圈；6、导电线圈；7、弧形单元块；8、插孔；9、插销；10、弧形卡槽；11、波纹套管。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
如图1所示，该高回弹性扬声器复合振膜，包括基层与表层复合后的双层结构，所述的基层为PEI塑料基层，所述的表层为具有间隔结构的塑料弹性体平面复合层，所述基层与所述表层之间通过胶黏剂黏合，其中弹性体平面复合层包括热塑性聚酯弹性体及间隔在热塑性聚酯弹性体之间的二硫化钼间隔条，还包括涂覆在热塑性聚酯弹性体上表面的树脂覆盖面。
图1中的标记A为PEI塑料基层，B为热塑性聚酯弹性体，C为二硫化钼间隔条。
上述方案中，较传统的扬声器振膜，本发明中的振膜减少层状结构，同时提高回弹性性能，有效降低振膜厚度，提高发声效果，具体的利用微观具有二维层状材料的二硫化钼材料进行增强，由于二硫化钼具有高强度性，填充在现有的热塑性聚酯弹性体之间，提升作为表层的热塑性聚酯弹性体回弹性，同时二硫化钼晶体结构具有各向异性，随着扬声器的工作时间变长，内部温度升高，振膜的内部的模量不会迅速下降，且振膜的顺型不会增加，因此谐振频率不会降低，进而此振膜可避免温度提高而影响发声性能。
实施例1
在本实施例中，PEI塑料基层的厚度为5μm。
弹性体平面复合层的厚度为5μm，树脂覆盖面的厚度为2μm。
热塑性聚酯弹性体的厚度为3μm，二硫化钼间隔条的厚度为3μm。
二硫化钼间隔条的宽度为50μm。
其中，二硫化钼间隔条呈若干的平行的直线分布在所述热塑性聚酯弹性体之间，将所述热塑性聚酯弹性体等分呈若干相等面积区域。
在制备上述的振膜时，按照上述提供厚度及宽度等相关尺寸，首先选取合适宽度的PEI塑料基层，在PEI塑料基层上涂覆胶黏剂，胶黏剂采用传统的振膜所使用的现有胶黏剂，均匀涂覆在PEI塑料基层后，将二硫化钼置于均匀涂覆后的胶黏层上，按照所需直线状进行摆放，并按照上述的宽度尺寸摆放二硫化钼间隔条，摆放至未出现有明显缝隙，对胶黏后的二硫化钼间隔条进行压紧打磨，压紧打磨后重复上述操作，再次进行二硫化钼放置及打磨，至上述提供的厚度参数后，且表面明显光滑，在被二硫化钼隔断出的区域内部填充热塑性聚酯弹性体，填充的热塑性聚酯弹性体厚度与二硫化钼间隔条的高度一致，填充完毕后，烘干打磨，在上层再次均匀涂覆光固化树脂，形成树脂覆盖面，进而完成整个振膜的制作。
由于二硫化钼的棱形晶格特征及各向异性的特点，二硫化钼间隔条与热塑性聚酯弹性体及光固化树脂之间可很好的粘接。
在另一个例子中，区别与上述结构，其中的二硫化钼间隔条呈网状分布在所述热塑性聚酯弹性体之间，将所述热塑性聚酯弹性体等分呈若干相等面积区域。
实施例2
区别与实施例1，其PEI塑料基层的厚度为5μm。
弹性体平面复合层的厚度为5μm，树脂覆盖面的厚度为2μm。
热塑性聚酯弹性体的厚度为3μm，二硫化钼间隔条的厚度为3μm。
二硫化钼间隔条的宽度为30μm。
实施例3
区别与实施例1，其PEI塑料基层的厚度为5μm。
弹性体平面复合层的厚度为5μm，树脂覆盖面的厚度为2μm。
热塑性聚酯弹性体的厚度为3μm，二硫化钼间隔条的厚度为3μm。
二硫化钼间隔条的宽度为100μm。
对比例
为常规市场购买振膜。
根据上述制作步骤，制作出三种不同规格的振膜，其中实施例1-3中由于二硫化钼隔条的宽度不同，因此三种振膜的区别在于二硫化钼间隔条使用量不同，宽度越大，数量越少；且对实施例1-3及对比例进行参数测试，得到图5与图6。
图5是根据本发明的一个实施例的扬声器振膜与常规振膜的总谐波失真测试曲线，实施例中的振膜为带有直线状二硫化钼间隔条的振膜。图中的横坐标为频率(Hz),纵坐标为总谐波失真THD(％)，图中标记bcd线分别为实施例2、实施例3、实施例1提供的振膜测试曲线，图中标记a线为常规振膜的测试曲线。
由图5可以看出，本发明实施例的扬声器振膜相对于常规振膜具有更低的THD(总谐波失真)，并且无明显尖峰。因此本发明实施例的扬声器振膜具有更优的抗偏振能力，并且音质更佳，同时本实施例中最优的为实施例1。
图6是根据本发明的一个实施例的扬声器振膜与常规振膜的不同频率下响度的测试曲线，实施例中的振膜为带有直线状二硫化钼间隔条的振膜。横坐标为频率(Hz),纵坐标为响度（dB）。
图中标记abc线分别为实施例1、实施例2、实施例3提供的振膜测试曲线，图中标记d线为常规振膜的测试曲线。
由图6可以看出，由SPL曲线可以看出，四个扬声器振膜中频性能相近。在频率为1100Hz左右时，图中四条曲线均出现第一个波峰，这表明本发明实施例中的振膜及该测试使用的常规振膜F0为1100Hz，而在频率为1100Hz时，响度高低依次为abcd，因此本发明实施例的扬声器振膜的低频灵敏度高于常规振膜，且以实施例1最优，同时可说明本实施例中的振膜在振动时，幅度大，回弹性好，本实施例中进而采用本发明实施例的扬声器振膜的扬声器具有更良好的回弹性，更稳定的发声效果，具有更高的响度和舒适度。
进一步采用上述的高回弹性扬声器复合振膜，应用至扬声器中，具体的扬声器包括外壳体1，外壳体1上内部固定有纸盘2，纸盘2与外壳体1之间设有振膜组件，振膜组件包括可拆卸连接在外壳体1上的承载框体3，承载框体3内部固定所述振膜4，振膜4远离承载框体3端固定有纸圈5，纸圈5外部套设有导电线圈6，纸圈5与承载框体3及振膜4之间形成密闭腔体。
其中，承载框体3包括有若干的弧形单元块7，每个弧形单元块7侧面均设有插孔8及插销9，两个弧形单元块7之间通过插销9与插孔8插接组合，其中两个所述弧形单元块7侧面设有螺纹孔，所有的弧形单元块7顶部位置处均设有弧形卡槽10，弧形卡槽10内部放置所述振膜4，振膜4首先放置在一个弧形单元块7中，再一次安装其他的弧形单元块7。
在承载框体3内壁固定有波纹套管11，波纹套管11覆盖整个承载框体3内壁。
承载框体3安装在外壳体1与内部的导电线圈6之间，与纸圈5及振膜4之间形成密闭腔体，在导电线圈6导电后，振膜4振动时，在密闭腔体内部产生气压变化，进而可进一步提高整体承载框体3处的振动，提高振动强感，在上述的高回弹性的振膜4使用下，有效的进一步提高发声效果。
同时由于承载框体3内壁为波纹套管11，波纹套管11的内壁为起伏状，可提高气压变化差度，有利于进一步提高发声效果。
其中的承载框体3采用拼接方式组装，方便拆卸，利用若干的弧形单元块7侧面插接结构，在本实施例中，弧形单元块7分为四块，两块弧形单元块7之间通过插销9与插孔8的连接方式进行插接，其中的两个弧形单元块7上设置螺纹孔，用于与外壳体1螺丝固定，进一步可方便更换振膜4。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，包括基层与表层复合后的双层结构，所述的基层为PEI塑料基层，所述的表层为具有间隔结构的塑料弹性体平面复合层，所述基层与所述表层之间通过胶黏剂黏合，其中弹性体平面复合层包括热塑性聚酯弹性体及间隔在热塑性聚酯弹性体之间的二硫化钼间隔条，还包括涂覆在热塑性聚酯弹性体上表面的树脂覆盖面。
2.根据权利要求1所述的一种高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，所述PEI塑料基层的厚度为3-20μm。
3.根据权利要求1所述的一种高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，所述弹性体平面复合层的厚度为3-20μm，所述树脂覆盖面的厚度为1-3μm。
4.根据权利要求3所述的一种高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，所述热塑性聚酯弹性体的厚度为2-15μm，所述二硫化钼间隔条的厚度为2-15μm。
5.根据权利要求1所述的一种高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，所述二硫化钼间隔条呈若干平行的直线分布在所述热塑性聚酯弹性体之间，将所述热塑性聚酯弹性体等分呈若干相等面积区域。
6.根据权利要求1所述的一种高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，所述二硫化钼间隔条呈网状分布在所述热塑性聚酯弹性体之间，将所述热塑性聚酯弹性体等分呈若干相等面积区域。
7.根据权利要求1所述的一种高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，所述二硫化钼间隔条的宽度为30-100μm。
8.一种耳机扬声器，采用权利要求1中的所述高回弹性扬声器复合振膜，其特征在于，包括外壳体(1)，所述外壳体(1)上内部固定有纸盘(2)，纸盘(2)与外壳体(1)之间设有振膜组件，振膜组件包括可拆卸连接在外壳体(1)上的承载框体(3)，承载框体(3)内部固定所述振膜(4)，振膜(4)远离承载框体(3)端固定有纸圈(5)，纸圈(5)外部套设有导电线圈(6)，纸圈(5)与承载框体(3)及振膜(4)之间形成密闭腔体。
9.根据权利要求8所述的一种耳机扬声器，其特征在于，所述承载框体(3)包括有若干的弧形单元块(7)，每个弧形单元块(7)侧面均设有插孔(8)及插销(9)，两个弧形单元块(7)之间通过插销(9)与插孔(8)插接组合，其中两个所述弧形单元块(7)侧面设有螺纹孔，所有的弧形单元块(7)顶部位置处均设有弧形卡槽(10)，弧形卡槽(10)内部放置所述振膜(4)。
10.根据权利要求8所述的一种耳机扬声器，其特征在于，所述承载框体(3)内壁固定有波纹套管(11)，波纹套管(11)覆盖整个承载框体(3)内壁。
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